Una colaboración internacional coliderada por investigadores del Walter and Eliza Hall Institute ha hecho un descubrimiento que podría conducir a elaborar una insulina terapéutica más efectiva al imitar mejor cómo la natural actúa en el cuerpo. Este hallazgo podría mejorar los tratamientos de la diabetes, una enfermedad que influye en la vida diaria de millones de personas de todo el mundo.
Publicado hoy en Nature Communications, el estudio revela la primera imagen en 3D de cómo la insulina interactúa de forma exitosa con su receptor -un guardián que transmite la información a las células- en un proceso que es crucial para instruir a las células con el fin de que disminuyan los niveles de azúcar en sangre. Comprender cómo se desarrolla exactamente este proceso podría conducir al diseño de terapias de insulina de acción más rápida y que duren más en el cuerpo.
La investigación ha sido codirigida por el profesor asociado Mike Lawrence, del Walter and Eliza Hall Institute, en colaboración con otros equipos, dirigidos por el doctor Matthias Dreyer, de la compañía farmacéutica Sanofi-Aventis Deutschland GmbH y por el doctor Christoph Müller, del European Molecular Biology Laboratory (EMBL), ambos con base en Alemania.
Lawrence asegura que está encantado de haber resuelto el enigma de cómo la insulina instruye a las células para bajar los niveles de azúcar en sangre. Estaba claro que lo consigue al unirse a un receptor localizado en la superficie de las células, pero no se sabía qué ocurría de forma precisa durante esta interacción.
«La insulina desarrollada hasta ahora es funcional pero no óptima, ya que ha sido diseñada sin esta pieza del rompecabezas”, afirma. “Junto a estos colaboradores que trabajan en Alemania, hemos producido la primera imagen definitiva en 3D que describe la forma en la que la insulina se une a la superficie de las células para transmitirles las vitales instrucciones necesarias para extraer el azúcar de la sangre”.
Lawrence asegura que la imagen detallada fue el resultado de una colaboración entre expertos en biología estructural y celular del Instituto, en colaboración con los especialistas en microscopía crioelectrónica del EMBL en Heidelberg y un especialista en receptores de insulina de University of Chicago.
«Sabíamos que la insulina experimentaba un cambio físico que señalizaba una conexión con su receptor en la superficie de la célula, pero nunca habíamos visto con detalle los cambios que tenían lugar en el receptor, confirmando que la insulina había entregado el mensaje a la célula para extraer el azúcar de la sangre”.
«Mis compañeros del Instituto diseñaron cuidadosamente muestras de insulina unida a receptores, para que nuestros colaboradores en Heidelberg pudieran usar la microscopía crioelectrónica para capturar cientos de miles de instantáneas de alta resolución de estas muestras”, continúa.
«Entonces, combinamos más de 700.000 de esas imágenes en 2D para formar una imagen en 3D de alta resolución, que muestra de forma precisa la unión exitosa entre la insulina y su receptor. Y ahí estaba ante nuestros ojos, una imagen con un detalle exquisito”.
“Fue en ese momento en el que supimos que teníamos la información necesaria para desarrollar terapias mejoradas con insulina que pudieran asegurar que las células respondan correctamente y desempeñen las funciones necesarias para disminuir los niveles de azúcar en la sangre«, confirma Lawrence.
«En el futuro, las compañías farmacéuticas podrán usar nuestros datos como una guía para diseñar terapias que optimicen la absorción de insulina por parte del organismo. Ya ha habido un gran interés en estos resultados y su aplicación, y el Instituto cuenta con una red de colaboraciones. en marcha”, concluye.
Este trabajo ha sido financiado en parte por la Australian National Health and Medical Research Council.
Fuente: MedicalXPress.
